基于圖像識別的財務(wù)報銷憑證預(yù)處理和錄入系統(tǒng)設(shè)計初步研究

羅宏

(重慶市大足區(qū)人民醫(yī)院，重慶 402360)

0 引言

信息化時代背景下通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決目前企業(yè)存在的財務(wù)報銷效率問題成為目前的共識，通過智能化的信息技術(shù)手段可以降低企業(yè)財務(wù)運營成本，減少不必要的財務(wù)報銷環(huán)境，提高財務(wù)報銷準確度[1]。我國目前在國企集團化整合過程中，企業(yè)之間的交易行為更加繁雜，公司票據(jù)業(yè)務(wù)呈高比例增長，行政管轄下手續(xù)更為復(fù)雜，如何利用智能化的錄入方式來對紙質(zhì)票據(jù)進行識別和錄入是未來的一個研究熱點[2]。

關(guān)于財務(wù)票據(jù)的信息化處理，歐美國家早就開始了研究和深入，并取得了較好的效果。例如MIT信息化研究中心的人員Parik[3]對于酒店的財務(wù)問題和管理行為進行了剖析，利用Oracle數(shù)據(jù)庫對酒店的財務(wù)信息進行了整合并研發(fā)出第一代酒店財務(wù)管理系統(tǒng)，對于該州的酒店財務(wù)安全有了質(zhì)的提升。Feng X[4-5]通過分析東京通信公司的業(yè)務(wù)來往，將通信類企業(yè)的業(yè)務(wù)管理和往來進行了數(shù)字化運作，提高了財務(wù)管理效率，并繼續(xù)摸索和研發(fā)出能夠匹配于通信公司的財務(wù)報銷系統(tǒng)。

我國的財務(wù)信息化進程較慢，起步落后，目前來看依然缺乏適應(yīng)于中國特色的財務(wù)管理報銷系統(tǒng)，主要體現(xiàn)在2個方面：首先，我國大部分國企事業(yè)單位依然遵循紙質(zhì)票據(jù)加簽字的財務(wù)管理方式，對于紙質(zhì)票據(jù)的圖像識別存在一定技術(shù)難題，無法做到百分之百識別[6-9]；其次，大型國有企業(yè)集團公司，下屬子公司財務(wù)獨立，具有各自相互不同的財務(wù)報銷和管理系統(tǒng)，這些不同系統(tǒng)之間不能夠互通，使得財務(wù)數(shù)據(jù)之間的共享存在很大障礙[10]。

針對這些問題，本文提出以JavaEE框架為基礎(chǔ)構(gòu)件SOA財務(wù)憑證自動識別錄入的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠通過圖像識別方式進行錄入，并將其進行處理后進行進一步的管理和操作，并以某企業(yè)財務(wù)管理方式為實踐對象，實現(xiàn)了財務(wù)票據(jù)掃描、版面識別和圖像切分傳輸?shù)燃夹g(shù)，系統(tǒng)運行流暢穩(wěn)定，大大提高了企業(yè)的財務(wù)報銷效率。

1 系統(tǒng)需求分析

本文所涉及的財務(wù)管理和錄入系統(tǒng)基于SOA架構(gòu)，主要實現(xiàn)3大部分的功能。首先，對財務(wù)憑證進行自動識別與信息采集，獲取票據(jù)中有價值的財務(wù)數(shù)據(jù)；其次，將第一步獲取的財務(wù)數(shù)據(jù)進行登記并自動生成財務(wù)入賬憑證；最后，將生成的電子財務(wù)憑證輸入到企業(yè)的財務(wù)系統(tǒng)中，實現(xiàn)歸類和入賬、做賬功能。除此之外，該系統(tǒng)還應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)對票據(jù)合理性的識別，對業(yè)務(wù)類型的匹配和實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)之間的信息互通功能，其實現(xiàn)的基本流程如圖1所示。

圖1 業(yè)務(wù)流程功能

1.1 影像處理功能

影像處理功能主要通過對財務(wù)憑證進行拍照、處理、上傳和切割4個子功能的實現(xiàn)獲取合理的財務(wù)憑據(jù)。該功能的實現(xiàn)需要通過處理器結(jié)合掃描儀和照相機來實現(xiàn)，在掃描過程中刪除不必要的數(shù)據(jù)，保留有價值的圖像進行效果增加來提高識別概率，識別完成后將以系統(tǒng)模板的方式進行儲存。

1.2 業(yè)務(wù)處理功能

財務(wù)票據(jù)的業(yè)務(wù)處理根據(jù)企業(yè)要求的不同主要分為4大類，分別為票據(jù)入庫、歸類、錄制和異常反饋。票據(jù)入庫過程中首先是將通用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為MySQL數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，獲取不同的對應(yīng)字段；票據(jù)歸類過程中，可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)類型、不同費用登記和不同員工類別進行自由定制，歸類完成后的憑證將自動記賬并保存；票據(jù)錄制是存留原始記錄方便最終的對賬和查漏補缺；異常反饋是對于業(yè)務(wù)處理過程進行監(jiān)控，發(fā)生異常數(shù)據(jù)時提醒財務(wù)工作人員及時進行處理確保財務(wù)入賬的穩(wěn)定性。

1.3 業(yè)務(wù)管理功能

業(yè)務(wù)管理功能主要是對財務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)先級、任務(wù)和運行監(jiān)控數(shù)據(jù)和參數(shù)進行管理和編輯，通過對不同優(yōu)先級和任務(wù)的參數(shù)進行調(diào)整和優(yōu)化得到針對性的作業(yè)方法，通過對數(shù)據(jù)進行監(jiān)控對企業(yè)財務(wù)進行把關(guān)。

1.4 數(shù)據(jù)整合功能

大多數(shù)集團子公司財務(wù)系統(tǒng)和信息較為獨立，不同的財務(wù)數(shù)據(jù)就會形成異構(gòu)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)整合功能的目的就是利用XML技術(shù)將處理后的財務(wù)數(shù)據(jù)進行格式化轉(zhuǎn)換為憑證報文，確保各個子公司之間的相關(guān)財務(wù)數(shù)據(jù)能夠進行共享和統(tǒng)一管理。

2 圖像識別與自動錄入設(shè)計

由于篇幅所限，本文主要介紹關(guān)鍵部位的設(shè)計與思路。

2.1 邏輯架構(gòu)

本文所設(shè)計的財務(wù)自動錄入系統(tǒng)采用的架構(gòu)為SSH(Hibernate+Spring+Struts2)架構(gòu)，封裝方式為DAO粗粒度進行CRUD數(shù)據(jù)，達到數(shù)據(jù)的穩(wěn)定和持久層操作，信息數(shù)據(jù)的管理采用Spring進行展開。其主要的架構(gòu)方式和邏輯解構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)

2.2 圖像采集與識別

對于紙質(zhì)票據(jù)的電子化處理，本文設(shè)計的處理系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)，信息采集設(shè)備的調(diào)用和控制用ActiveX來實現(xiàn)。采集過程中，這一控件安裝到瀏覽器中，將其與計算機相關(guān)聯(lián)，從而能夠?qū)笃诘膱D像備份、分割、識別、重組等實現(xiàn)可視化操作。

(1)圖像的識別

這一功能模塊通過對發(fā)票以及憑證進行掃描，然后匹配系統(tǒng)中的模板庫，識別并獲取轉(zhuǎn)換后的JSON信息并存入數(shù)據(jù)庫，以某發(fā)票為例，識別界面和識別過程中的算法如圖3所示。

圖3 票據(jù)識別過程中的算法

(2)財務(wù)憑證復(fù)核

財務(wù)憑證的復(fù)核是財務(wù)管理工作中非常重要的步驟，財務(wù)數(shù)據(jù)入賬之前必須復(fù)核數(shù)據(jù)的準確性和真實性。財務(wù)憑證通過校驗錄入進系統(tǒng)的模塊進行檢驗，具體實現(xiàn)有2個方面：首先，對錄入數(shù)據(jù)的真實性和完整性進行校驗，系統(tǒng)自動識別過程中由于印刷質(zhì)量問題往往會遺漏重要的財務(wù)信息，缺項和虛假信息必須進行識別；其次，對錄入數(shù)據(jù)的準確性進行校核，這一校核過程在第一步初步篩選的基礎(chǔ)上由財務(wù)人員進行人工校驗，當自動識別的數(shù)據(jù)超過范圍值時會提供工作人員異常情況。其操作識別界面如圖4所示。

圖4 自動識別憑證復(fù)核流程

2.3 自動錄入

財務(wù)憑證的圖像完成采集和歸類后，便可以根據(jù)財務(wù)票據(jù)的不同類別和需求進行錄入工作。本系統(tǒng)的財務(wù)錄入根據(jù)事先設(shè)定的電子數(shù)據(jù)場景進行歸類和匹配，在應(yīng)用場景中根據(jù)模板生成電子入賬憑證并儲存到數(shù)據(jù)庫中。同時，在財務(wù)憑證錄入的過程中，還可以將原始的報銷單據(jù)圖像進行保存實現(xiàn)雙重檔案管理。

3 財務(wù)系統(tǒng)的改進

本文所設(shè)計的財務(wù)憑據(jù)自動錄入系統(tǒng)雖然極大地減少了財務(wù)工作人員的工作時間，避免了大量重復(fù)工作，但是這一處理系統(tǒng)基于DHT負載均衡算法對于實際工作中計算機的性能消耗較大，因此需要解決用戶在實際操作過程中的快速響應(yīng)問題，提高體驗。因此，本文提出利用GA算法來對DHT負載算法進行改善，在DHT負載算法中植入本系統(tǒng)的信息處理內(nèi)部結(jié)構(gòu)，用來提高DHT均衡算法的整體性，因此本文通過應(yīng)用4臺計算器用于對服務(wù)內(nèi)部進行機構(gòu)架設(shè)，其中一臺用于對服務(wù)器機構(gòu)進行優(yōu)化，另外3臺用于對系統(tǒng)信息和數(shù)據(jù)進行處理和串聯(lián)，其基本的分工如表1所示。

表1 改進算法后的計算器配置方案

(1)平均響應(yīng)時間分析

通過模擬財務(wù)報銷過程中的實際操作過程，本文對原算法條件下和改進算法條件下的系統(tǒng)數(shù)據(jù)響應(yīng)周期進行了統(tǒng)計并生成了曲線，如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)不同算法的響應(yīng)時間曲線

在實際測試過程中，首先利用多線程數(shù)據(jù)向服務(wù)器發(fā)送需求，然后等待系統(tǒng)做出響應(yīng)并進行響應(yīng)周期計算。分析可知，在連接數(shù)20以內(nèi)時，傳統(tǒng)算法和改進算法并沒有顯著差別，呈近似正相關(guān)線性增長；但是當連接數(shù)超過20之后，采用原算法所耗費的時間明顯高于改進算法的響應(yīng)時間，說明并發(fā)數(shù)越多改進算法優(yōu)勢越明顯。在復(fù)雜的財務(wù)報銷操作流程中改進算法可以獲取較明顯的響應(yīng)體驗。

(2)數(shù)據(jù)吞吐量分析

測試過程中，首先利用多線程數(shù)據(jù)向服務(wù)器發(fā)送需求，采用階梯式方法進行數(shù)據(jù)傳遞，然后等待系統(tǒng)做出響應(yīng)并統(tǒng)計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量。如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)不同算法的吞吐量對比曲線

由圖6可知，改進算法在連接數(shù)10以內(nèi)時其數(shù)據(jù)吞吐量與常規(guī)算法相比優(yōu)勢不甚明顯；但是當連接數(shù)超過20次之后數(shù)據(jù)吞吐量呈現(xiàn)明顯增長趨勢，當連接數(shù)為100次時，改進算法的數(shù)據(jù)吞吐量達到約7.5 MB/s,而常規(guī)算法的數(shù)據(jù)吞吐量僅為5.3 MB/s，吞吐效率提升約41.5%。

(3)系統(tǒng)使用便捷性分析

為分析該財務(wù)報銷憑證系統(tǒng)的操作便捷性，本文對系統(tǒng)內(nèi)的財務(wù)人員使用該報銷憑證系統(tǒng)過程中的體驗進行了問卷調(diào)查，問卷內(nèi)容主要體現(xiàn)在系統(tǒng)響應(yīng)速度、系統(tǒng)操作人性化和對工作效率的提升3個方面。問卷結(jié)果發(fā)現(xiàn)：80%財務(wù)人員對該系統(tǒng)的響應(yīng)速度和提升工作效率方面給予了積極的評價結(jié)論，對于系統(tǒng)的操作人性化方面認為提升不夠明顯。

4 總結(jié)

為解決財務(wù)報銷過程中憑據(jù)錄入工作繁瑣和流程復(fù)雜的問題，同時各個公司之間數(shù)據(jù)共享存在障礙，本文提出了基于圖像識別技術(shù)的財務(wù)報銷憑證自動錄入設(shè)計方案，開展了基于SSH架構(gòu)的錄入預(yù)處理系統(tǒng)，對系統(tǒng)需求、模塊設(shè)計和實踐進行了研究分析，結(jié)論如下。

(1)財務(wù)憑證錄入工作需要解決3個主要功能：首先，對財務(wù)憑證進行自動識別與信息采集，獲取票據(jù)中有價值的財務(wù)數(shù)據(jù)；其次，將第一步獲取的財務(wù)數(shù)據(jù)進行登記并自動生成財務(wù)入賬憑證；最后，將生成的電子財務(wù)憑證輸入到企業(yè)的財務(wù)系統(tǒng)中，實現(xiàn)歸類和入賬、做賬功能。

(2)一個完善的財務(wù)報銷憑證系統(tǒng)應(yīng)該同時具備影像處理、業(yè)務(wù)處理、業(yè)務(wù)管理和數(shù)據(jù)整合能力，其中圖像采集和識別應(yīng)該具備二次復(fù)核和校驗的能力。

(3)本文利用GA算法對預(yù)處理系統(tǒng)進行了一定改進，取得了一定效果。但是該算法依然不夠智能，未來進一步優(yōu)化形成一種可以提高運算解決實際問題的方式，既能夠發(fā)揮算法的優(yōu)點，還可以進一步獲得智能算法的穩(wěn)定性。